硬件和程序之间的交互通常通过以下几种方式实现：
直接控制
在没有操作系统的情况下，应用程序可以直接通过一条指令访问硬件空间，甚至访问任意的内存空间或I/O空间。这种方式在裸机程序或类似DOS的操作系统中较为常见。
操作系统提供的接口
在操作系统中，应用程序通过操作系统提供的设备驱动程序和API（应用程序接口）与硬件交互。设备驱动程序是操作系统和硬件之间的桥梁，将操作系统的命令翻译成硬件能理解的语言。
驱动程序
驱动程序是硬件和操作系统之间的翻译官，负责将操作系统的命令翻译成硬件设备能理解的指令。例如，当在电脑上插入U盘时，操作系统会通过U盘的驱动程序来识别和读取U盘上的数据。
系统调用
系统调用是操作系统提供的函数，允许程序向内核请求服务。程序进行系统调用以执行需要访问硬件或其他特权资源的任务。操作系统在程序的代表上进行中介这些请求，并与硬件交互。
中断处理
如果硬件设备支持中断，程序需要编写相应的中断处理程序。这涉及注册中断处理程序、处理中断事件、清除中断和重新启用中断等。
通信协议
在复杂的系统中，程序与硬件之间的交互可能通过特定的通信协议来实现，例如I2C、SPI、UART等。这些协议定义了数据传输的格式和时序。
硬件抽象层（HAL）
硬件抽象层是操作系统的一部分，它为应用程序提供了一个统一的接口来访问不同的硬件设备，隐藏了底层硬件的具体实现细节。
建议
明确需求：在开始硬件和程序交互之前，首先要明确需求和目标，选择合适的交互方式。
学习驱动程序开发：对于需要深入了解硬件交互的场景，学习设备驱动程序的开发是非常重要的。
使用标准接口：尽量使用操作系统提供的标准接口和库函数，以确保代码的可移植性和稳定性。
测试和调试：在实际应用中，进行充分的测试和调试是确保硬件和程序交互成功的关键。
通过以上方式，程序可以有效地控制硬件设备，实现各种功能和应用。